Распределение компонентов бинарного металлического расплава при выдержке в капиллярах сложной формы
Н.П. Углев1, С.Н. Углев2
1 ФГАОУ «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
2 ООО «Информационные технологии-Поволжье»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.221
Оригинальная статья
Аннотация: Приведены результаты нескольких различающихся экспериментов по исследованию процесса расслоения и диффузии компонентов бинарного металлического расплава олово-свинец, находящегося в «капиллярах» из не смачиваемого материала сложной формы. Процесс диффузии изучали при непосредственном взаимном растворении чистых исходных компонентов из состояния «свинец внизу, олово – сверху» в ячейках, позволяющих атомам свинца распространяться как вверх, так и вниз в объеме жидкого олова. Эксперимент по «расслоению» проводили в плоском капилляре с включенным внутренним дефектом, позволившим создать в нижней части широкой грани образца поперечную каверну глубиной до 0,5 мм, перекрывающую полностью ширину одной из плоскостей образца. Количественный анализ состава образцов проводили рентгено-флюоресцентным методом по заранее построенной калибровочной шкале. Результаты экспериментов позволили выявить в
металлическом расплаве, помимо диффузии, существование второго механизма массопереноса, заключающегося в течении свинца по границе между жидким образцом и не смачиваемой стенкой «капилляра». Результаты экспериментов по диффузии полностью соответствуют данными по расслоению в плоском капилляре, а также ранее проведенным исследованиям.
Ключевые слова: металлический расплав, расслоение, диффузия, второй механизм массопереноса в металлических расплавах, межфазное течение
- Углев Николай Павлович – к.х.н., доцент кафедры «Химические технологии», ФГАОУ «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
- Углев Сергей Николаевич – генеральный директор, ООО «Информационные технологии-Поволжье»
Ссылка для цитирования:
Углев, Н.П. Распределение компонентов бинарного металлического расплава при выдержке в капиллярах сложной формы / Н.П. Углев, С.Н. Углев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 221-230. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.221. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Гаврилин, И.В. О ликвации в жидких эвтектических сплавах / И.В. Гаврилин, Т.Б. Фролова, В.П. Захаров // Известия АН СССР. Металлы. – 1984. – № 3. – С. 191-193.
2. Гаврилин, И.В. Седиментационный эксперимент при изучении жидких сплавов / И.В. Гаврилин // Известия АН СССР. Металлы. – 1985. – № 2. – С. 66-73.
3. Бунин, К.П. К вопросу о строении металлических эвтектических расплавов / К.П. Бунин // Известия АН СССР ОТН. – 1946. – № 2. – С. 305-310.
4. Корсунский, В.И. О влиянии центрифугирования на гетерогенное строение металлических расплавов эвтектического типа / В.И. Корсунский, Ю.И. Наберухин // Известия АН СССР. Металлы. – 1973. – № 5. – С. 182-187.
5. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. Т. 5. Статистическая физика. Часть 1. – Издание 5-е. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – М.: Физматлит, 2001. – 616 c.
6. Новохатский, И.А. О появлении структурной микронеоднородности жидких металлов в поверхностных явлениях / И.А. Новохатский, В.З. Кисунько, Ю.Г. Мороз, А.Г. Мелах // Журнал физической химии. –1986. – Т. 60. – № 9. – С. 2256-2261.
7. Kumar, R. Clusters in liquid metals / R. Kumar // Contemporary Physics. – 1969. – V. 10. – I. 1. – P. 49-58. DOI: 10.1080/00107516908204562.
8. Вертман, А.А. К проблеме металлических расплавов / А.А. Вертман // В кн. Фундаментальные исследования физикохимии металлических расплавов: памяти академика А.М. Самарина; под ред. Н.П. Лякишева. – М.: Академкнига, 2002. – С. 207-214.
9. Углев, Н.П. Сверхтекучесть на межфазной границе жидкого металла и твердого тела / Н.П. Углев, С.Н. Углев // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2014. – Т. 16. – № 4. – С. 503-512.
10. Углев, Н.П. Дифференциальный эксперимент при изучении диффузии свинца в жидком олове / Н.П. Углев, С.Н. Углев // Журнал физической химии. – 2023. – Т. 97. – № 11. – C. 1573-1578. DOI: 10.31857/S0044453723110328.
11. Углев, Н.П. Прямое и «обратное» расслоение бинарных металлических расплавов в капиллярах / Н.П. Углев, Н.С. Бусов, С.Н. Углев // Расплавы. – 2021. – № 2. – С. 137-145. DOI: DOI: 10.31857/S0235010621020080.
12. Павлов, В.В. О «кризисе» кинетической теории жидкости и затвердевания (необходимое изменение традиционной молекулярной модели жидкости и твердого тела) / В.В. Павлов. – Екатеринбург, УГГГА, 1997. – 392 с.
13. Денисов, В.М. Алюминий и его сплавы в жидком состоянии / В.М. Денисов, В.В. Пингин, Л.Т. Антонова и др. – Екатеринбург, УрО РАН, 2005. – 265 с.
14. Бейлин, А.Ю. О строении чистых жидкостей и механизме их формирования при плавлении / А.Ю. Бейлин // Башкирский химический журнал. – 2001. – T. 8. – № 2. – С. 23-31.
15. Углев, Н.П. Исследование механизма расслоения металлических расплавов в капиллярах специальной формы / Н.П. Углев // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. – 2012. – № 13. – С. 7-12.
16. Углев, Н.П. Механизм частичного расслоения металлических расплавов в капиллярах / Н.П. Углев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2013. – Вып. 5. – С. 343-352.